keepalived lvs NAT模式

前言

上一篇中写了lvs单机版搭建的博客单机版lvs搭建，但是实际生产中如果直接使用单机版的lvs会存在两个问题，还是这张图，我们来说下会有哪几个问题。第一，lvs只在node01上搭建，这里就存在单点故障的问题。第二，如果后面node02和node03的服务挂了，对于lvs是不可知的。

基于上面的问题，keepalived诞生了，keepalived最开始诞生就是为了解决了lvs单点的问题。但实际上keepalived不仅用在lvs上，还可以用在任何需要做主备的实现高可用的场景。

一、keepalived是什么？

keepalived是一款软件，运行在用户态空间。可以保证机器间主备高可用。
我们就事论事，就比如现在单机版的lvs存在的问题，keepalived是如何解决高可用的问题呢？
第一，node01单点故障如何解决呢？
keepalived使用主备的模型，什么是主备呢？就是主的干活，备的就是备用，等主挂了，备的就直接变成主的。这里有个知识点就是，既然有个是当主的，那么备的是怎么知道主的挂了没？这里大家可以思考下，不外乎两种可能，第一种是主的定期告诉备的，说主还活着。第二种是备的定期来问下主的是否活着。结论是keepalived使用第一种的方式。主的主动告诉备的说主的还活着。为什么采用这种方式呢？理由是减少主的压力。你想下主的肯定是干活的，一直在处理别人发给他的数据，如果这个时候备的也来掺和，主的肯定处理的东西更多了。所以keepalived采用第一种方式，通过主的定期告诉备的还活着的消息，如果备的超过多少时间没有收到消息，那么备的就会出来竞选主。

第二，如果后面node02和node03的服务挂了，对于lvs是不可知的，如何解决呢？
keepalived会针对后面每个真实的real server 起一个进程，这个进程专门用来监控real server状态。如果real server 服务挂了，那么keepalived对应的进程捕获到消息后，会把lvs 中ipvsadm -ln看到的记录，移除掉后面的real server，直到这个real server启动后，才会在ipvsadm -ln中添加这条real server 记录。

二、实验搭建

1.实验拓扑图

2.网络地址规划

主要通过vmware搭建，网络地址规划如下

主机名	IP地址	虚拟IP地址(vip)	服务
centos7	192.168.226.128	192.168.226.100	lvs服务
node01	192.168.226.129	192.168.226.100	lvs服务
node02	192.168.226.130	192.168.226.100	apache http服务
node03	192.168.226.131	192.168.226.100	apache http服务

3.实验操作步骤

3.1 node02和node03服务搭建

这里和上一篇单机版lvs的node02和node03搭建是一样。直接参考单机版lvs搭建的第二大步骤中的1,2操作即可

3.2 centos7和node01的keepalived和lvs搭建

都执行下面的命令，安装keepalived和ipvsadm

yum install keepalived ipvsadm -y

安装后，按照规划，我们将node01设为keepalived中的主
修改keepalived的配置文件
修改之前，作为了一个好习惯，我们要先将配置文件备份下，万一弄坏了，还可以还原

我把node01修改的配置文件贴出来，这里有几个问题说下。
第一：一定要把vrrp_strict注释掉，如果不注释掉，明明keepalived已经在你机器的ens33弄了个子接口和ip，可是你就是不能访问。
第二：

cd /etc/keepalived
cp keepalived.conf keepalived.conf_bak

! Configuration File for keepalived

global_defs {
   notification_email {
     [e-mail]
     [e-mail]
     [e-mail]
   }
   notification_email_from [e-mail]
   smtp_server 192.168.200.1
   smtp_connect_timeout 30
   router_id LVS_DEVEL
   vrrp_skip_check_adv_addr
   #一定要把下面的vrrp_strict注释掉，不然你访问虚拟的ip地址
   #vrrp_strict
   vrrp_garp_interval 0
   vrrp_gna_interval 0
}

vrrp_instance VI_1 {
    #其实这里只有两个值可以写 MASTER和BACKUP  只是个标识，实际起作用的是下面priority 的数值，越大就是master。这个大家可以通过man 5 keepalived.conf 查看下对这个得解释
    state MASTER
    #换成你机器的接口
    interface ens33
    virtual_router_id 51
    #
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        #这个大家可以通过man 5 keepalived.conf  参考里面的实例写
        192.168.226.100/24 dev ens33 label  ens33:1
    }
}

# 下面是针对上面你在virtual_ipaddress 写的vip地址。实际映射到后面哪几个服务器，在这里配置
virtual_server 192.168.226.100 80 {
    delay_loop 6
    #采用轮询的方式，还有其他，还是通过man 5 keepalived.conf查找
    lb_algo rr
    #采用直接路由的的方式，还有其他比如NAT  TUN(隧道)，还是通过man 5 keepalived.conf查找
    lb_kind DR
    persistence_timeout 50
    protocol TCP

    real_server 192.168.226.130 80 {
        weight 1
        # HTTP_GET是健康检查，就是我们的keepalived通过调用real server 根据响应码判断服务是否存活
        #具体详情还是man 5 keepalived.conf查找
        HTTP_GET {
            url {
              path /
              status_code 200
            }
            connect_timeout 3
            nb_get_retry 3
            delay_before_retry 3
        }
    }

    real_server 192.168.226.131 80 {
        weight 1
        HTTP_GET {
            url {
              path /
              status_code 200
            }
            connect_timeout 3
            nb_get_retry 3
            delay_before_retry 3
        }
    }

}

备机centos7上面的keepalived.conf配置文件和上面node01的配置差不多一样。
只是centos7备上面与上面的差别是

#备上面需要将state改成BACKUP,虽然我测试的结果是这个影响不大，但是为了让维护者直观知道，这里还是很有必要写成BACKUP的
state BACKUP
#作为备的，这里值一定要比主的小，上面我们node01作为主的设置为100，那么这里只要比100小就行 
priority 80

3.3 启动keepalived

在启动keepalived之前先看下网卡情况

node01

centos7

在node01和centos7上启动keepalived

systemctl start keepalived

在查看下网卡情况

node01的ens33上多了一个子接口，IP为虚拟ip(vip)

centos7上没有像node01上多个子接口，理由很简单，同一个局域网内部可能出现两个相同的ip地址

访问vip测试
192.168.226.100

说明lvs搭建成功

3.4 keepalived高可用测试

针对高可用测试。我们就要回到最开始的两个问题

第一，单点故障模拟

我们在node01 上关闭keepalived服务查看lvs主是否移动到centos7这台备上面
在node01上执行

systemctl stop keepalived

在centos7上查看网卡是否多了vip

说明，centos7机器已经从备变成主，在页面访问vip，看是否正常。经过试验是正常访问的。

第二，模拟real server 挂掉后，keepalived是否感知

最开始的centos7的ipvsadm -ln

我们在node03上执行关闭服务操作

systemctl stop httpd

然后在centos7上查看是否把node03从ipvsadm -ln中剔除

可以看到192.168.226.131（node03）这条记录被删除了。

通过浏览器我们可以正常访问，但是只能访问到node02的机器

3.5 杂记

如果在上面操作的过程中，我们的node01机器被运维处理好了，keepalived重启，那么node01是否会重登主的地位？答案是会的。理由主要是从考虑成本的问题触发。理论上我们既然选择了一台当主机，那么这台主机一定是配置较高的，而备的一般不怎么用得到，所以备机的配置比较低。所以主的修好应该要抢回主的地址。

我们将node01的keepalived服务启动

systemctl start keepalived

总结

keepalived不仅用在lvs上面，只要有需要保证可靠性的地方，需要做主备的地方，我们都可以考虑下keepalived。而实际上keepalived只是一个软件，如果没有keepalived，我们只要懂得原理，我相信，我们也能够自己开发出一款类似的软件。